1。エントロピーと自由エネルギーの最小化:
* エントロピー: システムの障害またはランダム性の尺度。システムは当然、より高いエントロピーに向かう傾向があります。つまり、可能な限り広がり、乱れたいと考えています。
* ギブス自由エネルギー(g): エンタルピー(h、結合に保存されているエネルギーに関連するH)とエントロピーを組み合わせた熱力学的ポテンシャルと、プロセスの自発性を予測します。方程式は次のとおりです。G=H -TS。
* 平衡: ギブスの自由エネルギーが最小化される状態。 これは、システムが反応物と生成物の最も安定した配置に達し、より低いエネルギー(エンタルピー)およびより高い障害(エントロピー)のドライブのバランスをとることを意味します。
2。動的平衡:
* 前方および逆反応: 平衡状態では、前方反応(産物に対する反応物)と逆反応(反応物に対する産物)が同じ速度で発生しています。これは、反応物や生成物の濃度が等しいことを意味するのではなく、濃度の *正味変化 *がゼロであることを意味します。
* 一定平衡: 平衡状態での反応物に対する生成物の比は一定であり、平衡定数(k)で表されます。
3。 Le Chatelierの原則:
* 平衡のシフト: If conditions change (e.g., temperature, pressure, concentration), the system will shift to re-establish equilibrium.このシフトは、変化の影響を最小限に抑え、最小化されたギブス自由エネルギーを維持します。
簡単に言えば: シーソーのような反応を想像してください。平衡状態では、シーソーのバランスが取れています。片側に重量を追加すると(反応物を追加するなど)、シーソーは傾きますが、それ自体が再分散にシフトします。 SEESAWの新しい位置は、新しい平衡状態を表します。
なぜこれが重要なのですか?
* 反応結果の予測: 平衡状態を知ることで、特定の条件下で形成される製品の量を予測することができます。
* 制御反応: 平衡を理解することで、反応条件(温度、圧力など)を操作して、製品の形成を支持したり、望ましくない副反応を最小限に抑えたりするのに役立ちます。
* 生物系の理解: 均衡は、酵素活性や代謝反応など、多くの生物学的プロセスで重要な役割を果たします。
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